KR100797417B1

KR100797417B1 - 커스텀 화이트밸런스 조정장치 및 방법

Info

Publication number: KR100797417B1
Application number: KR1020060064798A
Authority: KR
Inventors: 박용현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-07-11
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2008-01-23
Also published as: US20080012959A1; KR20080006092A

Abstract

본 발명은 디지털 영상 처리 장치의 화이트 밸런스 보정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 피사체로부터 유입되는 빛을 처리하기 위한 광학계와, 상기 광학계로부터 유입된 영상을 전기적 아날로그 신호로 변환하는 광전 변환부와, 상기 광전 변환부의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부와, 상기 아날로그-디지털 변환부의 신호를 휘도 및 색도 신호로 영상처리하는 디지털 신호 처리기와, 상기 디지털 신호 처리기 및 광학계를 제어하며, 화이트 밸런스값을 제어하는 제어부 및 상기 광학계를 외부로부터 보호함과 동시에 커스텀 화이트 밸런스 조정시 보정용 필터로 사용되는 렌즈 커버를 포함하여, 화이트 밸런스 보정용 카드의 별도 휴대에 따른 분실을 방지하였으며, 간편한 방법으로 항상 개선된 화이트 밸런스 값을 얻을 수 있기 때문에 제품의 신뢰성 확보에 기여할 수 있다.

영상 처리 장치, 화이트 밸런스, 프리셋, 렌즈 커버, 도광판

Description

커스텀 화이트밸런스 조정장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR ADJUSINNG WHITE BALANCE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 커버가 적용되는 디지털 카메라의 사시도;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 블록 구성도;

도 3은 본 발명에 따른 커스텀 화이트밸런스 조정을 위한 흐름을 도시한 도면; 및

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 커버가 적용되는 휴대용 단말기의 후면사시도.

본 발명은 각종 영상장치에 적용되는 화이트 밸런스 조정을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 별도의 화이트 밸런스 보정용 카드 또는 필터를 소지하지 않아도 커스텀 화이트 밸런스 조정이 가능하도록 하여 사용 편의성을 도모한 화 이트 밸런스 조정 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 영상 촬영 장치인 카메라는 촬영된 영상이 저장되는 매체에 따라 필름인지 아니면 CCD(Charged Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)와 같은 전기적인 저장매체인지의 여부에 따라 필름 카메라와 디지털 카메라로 구별될 수 있으며, 이외에도 동영상 촬영기능을 갖추고 있는지의 여부에 따라 스틸 카메라와 동영상 카메라로 구별될 수 있다.

한편, 대부분의 디지털 카메라에는 화이트 밸런스(White Balance) 조정 기능이 구비되어 있는데, '화이트 밸런스'라 함은 백색을 기준으로 촬영할 때 디지털 카메라가 백색을 정확하게 백색으로 인식하도록 조정하는 기능을 말한다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 빛에는 색온도라 부르는 특유의 색이 있는데 단위는 °K(Kelvin Degree)로 표시한다. 인간의 경우에는 풍경 등의 경치가 어떤 색온도의 빛에 비추어져도 자동적으로 색에 대한 감수성을 조절하므로 색채에 대한 인식 차이가 생기지 않으나 카메라의 경우에는 색온도가 그대로 색채에 반영되기 때문에 외부 광원에 큰 영향을 받게 된다. 예를 들면, 맑은 날 태양광은 색온도가 높기 때문에 전체가 청색으로 보이는 반면, 일출이나 일몰 시간대는 색온도가 낮기 때문에 붉게 된다. 이러한 예에서 아무 처리 없이 그대로 촬영하면 광원의 색온도에 의해서 전체가 청색으로 되었다가 붉은색으로 되어 버린다.

그리고 이를 방지하기 위해 현재 대부분의 디지털 카메라에는 사용자가 색온도를 각종 상황별로 지정, 예를 들어 태양광, 흐린 날, 저녁녘, 백열등, 형광등 또는 그늘과 같은 상황 중에서 하나를 선택하여 지정할 수 있도록 되어 있고, 이러한 지정을 하지 않더라도 센서에 의해 자동으로 화이트 밸런스를 조정해 주는 오토 화이트 밸런스 기능도 구비되어 있다. 더욱이, 일부 전문가용 디지털 카메라에서는 정해진 색온도를 사용자가 직접 수치로서 지정해주는 기능까지도 제공하고 있다. 그러나 우리의 주변 환경은 대부분 단일의 광원으로만 이루어져 있지 않은바, 실내를 예로 들어 보면 형광등도 켜져 있고, 백열등도 켜져 있고, 창문 틈으로는 햇빛이 조금 들어오기도 하는 등의 복합광원으로 이루어져 있기 때문에 정확한 색온도 설정이 사실상 불가능하다는 문제점이 있다.

이를 감안하여 많은 디지털 카메라에서는 또한 '프리셋 모드'로 널리 알려져 있는 커스텀 화이트 밸런스(Custom White Balance) 기능이라는 것을 구비하고 있는데, 이 기능은 다양한 광원으로 이루어진 촬영 상황에서 카메라에게 흰색의 기준을 잡아주고 그것을 기준으로 R/G/B(적/녹/청) 컬러 밸런스 작업을 진행하도록 하는 것이다. 이러한 커스텀 화이트 밸런스는 통상적으로 그레이 카드(18%의 반사값을 가짐)의 회색면으로 노출을 측정하고 화이트 카드의 백색면을 촬영해서 그 결과물을 카메라의 프리셋 값으로 설정하는 식으로 이루어진다.

그러나 이 경우에 화이트 카드의 재질이 종이(펄프이며)이고, 흰색과 회색의 종류도 다양하기 때문에 화이트 밸런스를 정확하게 조정하는 것이 사실상 불가능하며, 오랜 기간 지나면 색이 바래는 등 정확한 화이트 밸런스 값의 측정이 어렵고, 영상 촬영장치와는 별도로 휴대하기 때문에 분실 등의 위험성에 항상 노출되어 있는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 카메라의 화질 개선을 위한 커스텀 화이트밸런스 조정장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 주변 상황에 따라 사용자가 직접 화이트 밸런스를 조정하여 항상 양질의 화상을 공급받을 수 있도록 구성되는 커스텀 화이트밸런스 조정장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 오랜 기간 사용하여도 변하지 않으며, 영상 장치의 구성품으로써 설치됨으로써 별로 휴대에 따른 분실의 위험성을 근본적으로 배제시킨 화이트 밸런스 조정용 렌즈 커버를 갖는 커스텀 화이트밸런스 조정장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 디지털 영상 처리 장치에 있어서, 피사체로부터 유입되는 빛을 처리하기 위한 광학계와, 상기 광학계로부터 유입된 영상을 전기적 아날로그 신호로 변환하는 광전 변환부와, 상기 광전 변환부의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부와, 상기 아날로그-디지털 변환부의 신호를 휘도 및 색도 신호로 영상처리하는 디지털 신호 처리기와, 상기 디지털 신호 처리기 및 광학계를 제어하며, 화이트 밸런스값을 제어하는 제어부 및 상기 광학계를 외부로부터 보호함과 동시에 커스텀 화이트 밸런스 조정시 보정용 필터로 사용되는 렌즈 커버를 포함함을 특징으로 한다.

더욱이 본 발명은 상술한 장치를 이용한 커스텀 화이트 밸런스 조정 방법을 제공한다. 따라서, 본 발명은 프리셋 화이트 밸런스 조정용 버튼이 입력되었는지 검사하는 과정과, 상기 버튼이 입력되었을 시, 렌즈 커버를 구동시켜 렌즈를 보호하는 상태로 폐쇄시키는 과정 및 상기 렌즈 커버 폐쇄 후, 피사체를 통한 영상 데이터를 획득하고, 획득된 영상 데이터를 이용하여 개선된 화이트 밸런스 데이터를 설정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다. 그러나 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명을 설명함에 있어서, '카메라'는 스틸 카메라, 동영상 카메라, 휴대용 단말기에 다기능 구현을 위하여 내장된 디지털 카메라 모듈 등 다양한 장치에 적용 가능할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 커버(14)가 적용되는 디지털 카메라의 사시도로써, 바디(10)와, 상기 바디(10)에서 전면으로 돌출되는 다수의 렌즈군을 갖는 경통부(13)를 포함한다. 상기 바디(10)의 상면에는 피사체 촬영을 위한 촬영 버튼(12)이 구비되어 있으며, 일측에는 본 발명에 따른 커스컴 화이트 밸런스 기능을 수행하기 위한 프리셋 화이트 밸런스 버튼(이하 'PWB 버튼'이라 함)(11)이 설치된다. 상기 경통부(13)에는, 후술되겠지만, 다수의 렌즈군(20)이 설치되며, 상 기 경통부(12)의 최 외곽에는 상기 카메라를 사용하지 않을때 상기 렌즈군을 보호하기 위한 렌즈 커버(14)가 설치된다. 상기 렌즈 커버(14)는 상기 카메라의 전원 버튼(미도시 됨)을 '온'시키면 자동을 개방될 것이며, '오프'시키면 자동으로 상기 경통을 폐쇄시킨다.

바람직하게도, 본 발명에 따른 화이트 밸런스 조정용 카드, 즉 종래의 그레이 카드와 같은 기능을 하는 필터, 를 상기 렌즈 커버(14)에 구성시킨다. 따라서, 상기 렌즈 커버(14)는 종래의 플라스틱 재질이나, 금속 플레이트로 형성되지 않을 것이다. 더욱 바람직하도, 상기 렌즈 커버(14)는 공지의 반사율 분포와 빛의 세기 및 광량의 조절이 가능한 엘씨디 도광판(LCD light guide plate)을 사용할 수 있을 것이다. 즉, 상기 엘씨디 도광판으로 렌즈 커버(14)를 형성하고, 기존의 그레이 카드가 갖는 약 18%의 자체 반사율을 갖는 것처럼 상기 도광판의 빛의 반사율을 18%가 되도록 구현할 수 있는 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 블록 구성도로써, 피사체로부터 유입되는 빛은 광학계(OPS; 202 ~ 204)에 의하여 광학적으로 처리된다. 예를 들어, 상기 광학계는 줌 구동 및 감지 수단(208)에 의해 구동시키는 줌렌즈부(202)와, 포커스 구동 및 감지 수단(209)에 의해 구동하는 포커스 렌즈부(203) 및 보상 렌즈인 아이리스 렌즈부(204)를 포함할 수 있을 것이다. 상기 광학계를 통하여 유입되는 빛은 광전 변환부인 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)(205)에 의하여 전기적 아날로그 신호로 변환된다.

이 CMOS(205)에 의하여 변환된 아날로그 신호는 CDS-ADC(Correlation Double Sampler and Analog-to-Digital Converter) 소자인 아날로그-디지털 변환부(206)에 의하여 고주파 노이즈가 제거되고 진폭이 조정된 후, 디지털 신호로 변환된다.

상기 아날로그-디지털 변환부(206)로부터의 디지털 신호는 디지털 신호 처리기(DSP; 207)에 의하여 휘도 및 색도 신호로 분류된 디지털 영상 신호가 발생된다. 이 경우 DSP(207)는 타이밍 회로(미도시 됨)를 제어하여 상기 CMOS(205)와 아날로그-디지털 변환부(206)의 동작을 제어한다.

한편, 화이트 밸런스는, 예를 들어 마이크로 프로세서와 같은 카메라 제어부(201)에 의하여 제어된다. 즉, 카메라 제어기(201)는 프리셋 화이트 밸런스(PWB) 조정 버튼(11)의 신호입력에 따라 화이트 밸런스 데이터를 설정하기 위한 제어신호와 피사체를 촬상하기 위한 제어신호를 발생하여 상기 디지털 카메라의 전체동작을 제어한다. 이와 함께, 카메라 제어부(201)는 렌즈 커버 구동 및 감지 수단(221)을 제어하여 상기 PWB 조정 버튼(11)의 입력이 감지되면, 상기 렌즈 커버(14)를 폐쇄시켜 18%의 반사율을 갖는 그레이 카드로써의 역할을 수행할 수 있도록 하고 있다.

상기 DSP(207)는 상기 카메라 제어부(201)에서 발생되어 입력되는 프리셋 화이트 밸런스 조정 제어 신호 및 피사체의 촬영제어 신호에 따라 상기 디지털화되어 입력되는 피사체의 영상 신호를 기준 값으로 저장하고, 이후 실제 광원에서 피사체가 촬상되어 입력되는 피사체의 영상신호에 상기 저장된 기준 값을 연산하여 화이트 밸런스를 조정한다.

한편, 프리셋 화이트 밸런스를 조절 및 작동시키기 위하여 상기와 같은 구성을 갖는 영상 촬영 장치의 커스텀 화이트 밸런스 데이터 설정 방법(조정 방법)을 하기 도 3에 도시하고 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 카메라 제어부는 프리셋 화이트 밸런스(PWB) 조정용 버튼이 입력되었는지 검사하는 301단계를 수행한다. 이러한 경우에 상기 카메라는 피사체를 향하는 방향으로 놓여지게 될 것이다. 또한, 카메라의 전원은 '온'상태로써 렌즈 커버는 개방된 상태를 유지하고 있다. 상기 단계에서 PWB 버튼이 입력되지 않을 경우 카메라의 해당 기능을 수행하는 303단계를 수행할 것이다. 만일, 상기 301단계에서 PWB 조정용 버튼의 입력이 감지되면, 상기 제어부는 렌즈 커버를 구동시키는 305단계를 수행한다. 즉, 카메라의 전원이 '오프' 상태가 아니면서 상기 카메라의 렌즈부를 가리도록 폐쇄되는 상태가 될 것이다. 이는, 상기 렌즈 커버가 본 발명에서는 18%의 빛의 반사율을 갖는 엘씨디용 도광판으로 구성되어, 공지의 그레이 카드와 같은 기능을 수행하기 때문이다. 그후, 피사체를 촬영하여 영상 데이터를 획득하는 309단계를 수행하고, 상기 획득된 영상 데이터를 이용하여, 정확한 화이트 밸런스 데이터를 설정하는 311단계를 포함한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈 커버가 적용되는 휴대용 단말기(4)의 후면사시도로써, 수동으로 동작하는 렌즈 커버를 갖는 디지털 카메라를 포함하는 휴대용 단말기를 도시하였다. 본 도면에서는 렌즈 커버(422)를 갖는 팝업 바디(420)가 본체(210)에서 단말기(4)의 길이 방향으로 신장 및 잠입되는 팝업 타입 단말기(4)를 도시하였다. 그러나, 디지털 카메라가 적용되고, 렌즈 커버를 포함하는 다양한 개방 형태를 갖는 단말기에 적용 가능하다.

본체의 후면에는 전원 공급 수단인 배터리 팩(413)이 수납되며, 상기 배터리 팩(413)의 상부에 디지털 카메라의 렌즈(411)가 설치된다. 상기 본체(410)의 측면에 형성되는 가이드바(412)를 타고 상기 팝업 바디(420)가 수직 유동되는 바, 상기 팝업 바디(420)의 적소에는 렌즈 커버(422)가 설치된다. 상기 렌즈 커버(422)는 팝업 바디를 폐쇄시켰을 경우 상기 렌즈(411)를 보호하기 위하여 사용될 것이다.

한편, 상기 렌즈 커버(422)는 역시 본 발명에 따라 엘씨디용 도광판으로 설치된다. 이때, 사용자는 커스텀 화이트 밸런스를 조정하기 위하여 팝업 바디(420)를 닫아, 렌즈 커버(422)가 렌즈(411)를 보호하는 상태로 만들것이다. 그후, 본체의 적소에 구비된 화이트 밸런스 조정용 버튼(414)을 눌러 영상 데이터를 획득하고, 이를 바탕으로 개선된 화이트 밸런스 값을 얻을 수 있을 것이다.

분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 카메라는 커스텀 화이트 밸런스 조정용 필터를 장치의 구성 요소인 렌즈 커버에 구성함으로써, 별도 휴대에 따른 분실을 방지하였으며, 간편한 방법으로 항상 개선된 화이트 밸런스 값을 얻을 수 있기 때문에 제품의 신뢰성 확보에 기여하는 효과가 있다.

Claims

디지털 영상 처리 장치의 커스텀 화이트 밸런스 조정 장치에 있어서,

피사체로부터 유입되는 빛을 처리하기 위한 광학계;

상기 광학계로부터 유입된 영상을 전기적 아날로그 신호로 변환하는 광전 변환부(CMOS);

상기 광전 변환부의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부;

상기 아날로그-디지털 변환부의 신호를 휘도 및 색도 신호로 영상처리하는 디지털 신호 처리기;

상기 디지털 신호 처리기 및 광학계를 제어하며, 화이트 밸런스값을 제어하는 제어부; 및

상기 광학계를 외부로부터 보호함과 동시에 커스텀 화이트 밸런스 조정시 보정용 필터로 사용되는 렌즈 커버를 포함함을 특징으로 하는 커스텀 화이트 밸런스 조정 장치.
제 1항에 있어서,

상기 렌즈 커버는 18%의 빛의 반사율을 갖는 엘씨디용 도광판임을 특징으로 하는 커스텀 화이트 밸런스 조정 장치.
제 2항에 있어서,

상기 제어부에 의해 제어를 받아 상기 렌즈 커버를 선택적으로 자동으로 개폐시키는 렌즈 커버 구동 수단 및 감지 수단을 더 포함함을 특징으로 하는 커스텀 화이트 밸런스 조정 장치.
제 2항에 있어서,

상기 렌즈 커버는 사용자에 의해 수동으로 개폐되도록 함을 특징으로 하는 커스텀 화이트 밸런스 조정 장치.
피사체로부터 유입되는 빛을 처리하기 위한 광학계와, 상기 광학계로부터 유입된 영상을 전기적 아날로그 신호로 변환하는 광전 변환부와, 상기 광전 변환부의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부와, 상기 아날로그-디지털 변환부의 신호를 휘도 및 색도 신호로 영상처리하는 디지털 신호 처리기와, 상기 디지털 신호 처리기 및 광학계를 제어하며, 화이트 밸런스값을 제어하는 제어부 및 상기 광학계를 외부로부터 보호함과 동시에 커스텀 화이트 밸런스 조정시 보정용 필터로 사용되는 렌즈 커버를 포함하는 영상 처리 장치의 커스텀 화이트 밸런스 조정 방법에 있어서,

프리셋 화이트 밸런스 조정용 버튼이 입력되었는지 검사하는 과정;

상기 버튼이 입력되었을 시, 렌즈 커버를 구동시켜 렌즈를 보호하는 상태로 폐쇄시키는 과정; 및

상기 렌즈 커버 폐쇄 후, 피사체를 통한 영상 데이터를 획득하고, 획득된 영상 데이터를 이용하여 개선된 화이트 밸런스 데이터를 설정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 커스텀 화이트 밸런스 조정 방법.
제 5항에 있어서,

상기 렌즈 커버는 약 18%의 빛의 반사율을 갖도록 설정함을 특징으로 하는 커스텀 화이트 밸런스 조정 방법.
제 6항에 있어서,

상기 렌즈 커버는 빛의 반사율 조절이 가능한 엘씨디 도광판으로 형성함을 특징으로 하는 커스텀 화이트 밸런스 조정 방법.